阅读说明：本技术 一种采空区域监测装置 (Mined-out area monitoring device ) 是由 温蓬 郭文兵 谭毅 白二虎 郭明杰 马志宝 杨伟强 王比比 李文端 练曼 于 2020-07-17 设计创作，主要内容包括：本发明涉及采空区沉陷监测技术领域,公开了一种采空区域监测装置,包括若干个测量套筒,位于最外侧的测量套筒底部封闭,最外层测量套筒设有密封套筒,测量套筒和密封套筒上对应设有环形滑槽,环形滑槽内设有密封活塞,密封活塞、测量套筒、密封套筒围合而成测量腔,测量腔内充有测量气体,最内层的测量套筒顶部封闭,最内层测量套筒内设有伸缩隔板组件,伸缩隔板组件将测量套筒内部分隔成连通腔,每个连通腔与一个测量腔通过连通管连通,连通腔顶部通过软管连接有监测气囊。本发明结构简单,实用性强,成本低廉,能够实现对不同土层的沉陷监测,适用于矿产采空区域大面积的沉陷监测。(The invention relates to the technical field of goaf subsidence monitoring, and discloses a goaf area monitoring device which comprises a plurality of measuring sleeves, wherein the bottom of the measuring sleeve positioned at the outermost side is closed, the outermost measuring sleeve is provided with a sealing sleeve, annular sliding grooves are correspondingly formed in the measuring sleeve and the sealing sleeve, a sealing piston is arranged in each annular sliding groove, the sealing piston, the measuring sleeve and the sealing sleeve are enclosed to form a measuring cavity, measuring gas is filled in the measuring cavity, the top of the innermost measuring sleeve is closed, a telescopic partition plate assembly is arranged in the innermost measuring sleeve and divides the inside of the measuring sleeve into communicating cavities, each communicating cavity is communicated with one measuring cavity through a communicating pipe, and the top of each communicating cavity is connected with a monitoring air bag through a hose. The invention has simple structure, strong practicability and low cost, can realize the subsidence monitoring of different soil layers, and is suitable for the large-area subsidence monitoring of the mining empty area of mineral products.)

一种采空区域监测装置

技术领域

本发明涉及采空区沉陷监测技术领域，尤其涉及一种采空区域监测装置。

背景技术

矿产资源的大规模开发和利用，给人类带来巨大的社会效益和经济效益的同时，也给人类的生产和生活造成一系列的环境问题和开采损害。采空区域沉陷是由于矿物开采后形成采空区，其上部岩层在重力等作用下发生冒落、断裂、挤压、弯曲、移动等变形，传播到地面形成的，是主要的人工地质灾害之一，而采空区的沉陷监测能对矿山的地压灾害予以提前预警预报，有利于矿山企业提前采取应对措施，避免灾害性事故发生。现有的采空区域监测大多采用全站仪或GPS等设备，成本较高，安装使用较为繁琐，不适于矿产采空区域大面积的沉陷监测，而其他一些监测装置大多只能监测地面的总沉降量，不能对不同土层沉降量进行监测，难以为沉陷灾害预测、损失评估提供相应的数据依据，实用性不强，因此亟待一种结构简单、成本低廉又能对不同土层沉降量进行监测的一种采空区域监测装置。

发明内容

针对现有技术存在的技术问题，本发明提供了一种采空区域监测装置。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种采空区域监测装置，包括若干个同轴设置且从内向外高度依次降低的测量套筒，每个测量套筒的外径和与其相邻的外侧测量套筒的内径一致，其中位于最外侧的测量套筒底部封闭，最外层测量套筒内对应其内每个测量套筒设有密封套筒，所述密封套筒的外径和位于其外侧的测量套筒的内径一致，测量套筒和密封套筒上对应设有轴向延伸的环形滑槽，所述环形滑槽内滑动配合设有密封活塞，所述密封活塞固定于位于该测量套筒和密封套筒之间的测量套筒上，密封活塞、相邻的两个测量套筒和其对应的密封套筒围合而成测量腔，所述测量腔内充有测量气体，最内层的测量套筒顶部封闭，最内层测量套筒内设有若干个伸缩隔板组件，所述伸缩隔板组件将测量套筒内部分隔成与测量腔数量一致的连通腔，每个连通腔与一个测量腔通过连通管连通，连通腔顶部通过软管连接有监测气囊。

优选地，所述伸缩隔板组件包括外环形隔板、内环形隔板，所述外环形隔板固定于最外层测量套筒底部，若干个伸缩隔板组件的外环形隔板从外向内依次分布，外环形隔板上设有轴向延伸且顶部设有开口的环形插槽，所述内环形隔板顶部固定于最内层测量套筒的顶部，底部***外环形隔板的环形插槽内，内环形隔板与环形插槽沿轴向滑动密封配合，内环形隔板底部与环形插槽底部通过弹性机构连接。

优选地，所述弹性机构包括连接杆、弹簧，所述内环形隔板上设有连接槽，所述连接杆底部固定于环形插槽底部内壁上，顶部***连接槽内且与连接槽滑动配合，所述弹簧套设于连接杆外且其两端分别与连接杆底部和环形插槽底部内壁连接。

优选地，所述内环形隔板上设有环形密封槽，所述环形密封槽内设有环形密封垫。

本发明结构简单，实用性强，成本低廉，能够实现对不同土层的沉陷监测，适用于矿产采空区域大面积的沉陷监测。

附图说明

图1是实施例1的轴向剖视图。

图2是图1中A处放大示意图。

图3是图1中B处放大示意图。

图中：1测量套筒、2密封套筒、3环形滑槽、4密封活塞、5测量腔、6连通腔、7连通管、8软管、9监测气囊、10外环形隔板、11内环形隔板、12环形插槽、13连接杆、14弹簧、15连接槽、16环形密封垫。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明的实施例。

实施例1

参见图1-3，一种采空区域监测装置，包括四个同轴设置且从内向外高度依次降低的测量套筒1，每个测量套筒1的外径和与其相邻的外侧测量套筒1的内径一致，其中位于最外侧的测量套筒1底部封闭，最外层测量套筒1内对应其内每个测量套筒1设有密封套筒2，所述密封套筒2的外径和位于其外侧的测量套筒1的内径一致，测量套筒1和密封套筒2上对应设有轴向延伸的环形滑槽3，所述环形滑槽3内滑动配合设有密封活塞4，所述密封活塞4固定于位于该测量套筒1和密封套筒2之间的测量套筒1上，密封活塞4、相邻的两个测量套筒1和其对应的密封套筒2围合而成测量腔5，所述测量腔5内充有测量气体，最内层的测量套筒1顶部封闭，最内层测量套筒1内设有两个伸缩隔板组件，所述伸缩隔板组件将测量套筒1内部分隔成三个连通腔6，每个连通腔6与一个测量腔5通过连通管7连通，连通腔6顶部通过软管8连接有监测气囊9。

所述伸缩隔板组件包括外环形隔板10、内环形隔板11，所述外环形隔板10固定于最外层测量套筒1底部，两个伸缩隔板组件的外环形隔板10从外向内依次分布，外环形隔板10上设有轴向延伸且顶部设有开口的环形插槽12，所述内环形隔板11顶部固定于最内层测量套筒1的顶部，底部***外环形隔板10的环形插槽12内，内环形隔板11与环形插槽12沿轴向滑动密封配合，内环形隔板11底部与环形插槽12底部通过弹性机构连接。

所述弹性机构包括连接杆13、弹簧14，所述内环形隔板11上设有连接槽15，所述连接杆13底部固定于环形插槽12底部内壁上，顶部***连接槽15内且与连接槽15滑动配合，所述弹簧14套设于连接杆13外且其两端分别与连接杆13底部和环形插槽12底部内壁连接。

所述内环形隔板11上设有环形密封槽，所述环形密封槽内设有环形密封垫16。

本实施例中，三个密封套筒2的高度从外向内依次升高，密封活塞4为环形，四个测量套筒1和三个密封套筒2共组成三个测量腔5，可对三个不同土层进行沉陷监测。

使用时，先最外层测量套筒1或最内层测量套筒1固定于测量基准点上(可固定于基岩标上)，然后将其余三个测量套筒1分别埋设于三个待测量的不同土层内，此时测量腔5内充有测量气体，测量气体对该测量腔5对应的测量套筒1产生向上的压力，使测量套筒1处于受力平衡状态，而监测气囊9则漏出地面以便于观察。当土层沉陷时，土层对该层内的测量套筒1产生向下的压力，测量套筒1下移，测量腔5和连通腔6的体积发生变化，与连通腔6相连通的监测气囊9的形状改变，通过监测地面以上监测气囊9的变化来监测地面沉陷的情况。实际使用时，可在监测气囊9内装设压力传感器，通过压力传感器得到监测气囊9内的压力值变化数据，并通过专业的计算机计算得到该土层沉陷的具体数据。工作人员可根据各个监测气囊9的形状变化、压力数值信息判断沉陷的走向和趋势。

本发明设置了伸缩隔板组件，当土层发生沉陷导致四个测量套筒1的总高度发生变化时，内环形隔板11能够沿轴向移动，以适应总高度的变化。连接杆13和连接槽15的设置能对内环形隔板11的轴向移动进行导向，使其移动更加平稳。

密封活塞4的设置一方面对测量套筒1的轴向移动进行导向，另一方面可以对各个测量腔5进行密封，并且避免外界土壤进入测量腔5内，保证测量的准确性；环形密封垫16的设置可以对连通腔6进行密封，使各个连通腔6互不窜气，进一步保证测量的准确性。

本发明结构简单，实用性强，成本低廉，能够实现对不同土层的沉陷监测，适用于矿产采空区域大面积的沉陷监测。

以上已经描述了本发明的实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的实施例。在不偏离所说明实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。